Questões de Vestibular Sobre trabalho e energia em física

Determine o tempo aproximado que a lâmpada superled bolinha pode permanecer acesa, ininterruptamente, com a utilização da energia contida em 3 fatias de pão. Para os cálculos, utilize as informações contidas nas imagens ilustrativas. Despreze qualquer tipo de perda.

Um vagão de montanha-russa, de 300 kg, está, inicialmente, a 20 km/h, quando irá descer um declive de 30 m de altura por 10 m de extensão. Sabendo que, no final da descida, 20% da energia foi dissipada, a velocidade aproximada do vagão quando terminada a descida é de:
Dado: g=10m/s²

Uma partícula de carga q = 10,0μC e massa m = 800,0g é liberada do repouso sobre o eixo x, no ponto x = 50,0cm. A partícula começa a mover-se devido à presença de uma carga Q = 20,0μC, que é mantida fixa na origem do eixo. Considere o potencial elétrico V = 0 no infinito e .

Com base nessas informações, é correto afirmar:

Para o lançamento de foguetes ao espaço, os locais preferidos são os localizados na linha do equador, ou nas suas proximidades. Isso se deve a:

Um aspecto importante para o estudo da viabilidade da instalação de um gerador eólico é o potencial eólico. Este parâmetro é definido como a energia por unidade de tempo de uma coluna de ar atravessando a área de seção transversal de varredura das pás de um gerador eólico. Para um gerador, como o da figura, que possui pás de comprimento r e uma torre de tamanho R, considerando que esteja inserido em uma região com um fluxo de ar com velocidade, , e densidade volumétrica do ar, ρ, constante. A expressão para o potencial eólico pode ser escrita como:

Uma corda desliza sem atrito sobre uma superfície horizontal pela ação de uma força de módulo F aplicada horizontalmente em uma das pontas. Se essa extremidade da corda se desloca de uma distância d na mesma direção e sentido da força, o trabalho realizado por essa força é 

Uma disparadora de bolinhas usa uma mola de constante k = 1,21 N/m. A mola é comprimida em 50 cm, e uma bolinha de massa m = 2,5 g é colocada em sua frente. Quando a mola é solta, ela acelera a bolinha, sem atrito e na horizontal, até a velocidade final V. Calcule V em m/s.

INSTRUÇÃO: Para responder a questão, leia as informações a seguir.
A Física Médica é uma área da Física voltada ao estudo das aplicações da Física na Medicina. Estas aplicações incluem, entre outras, a obtenção de imagens do corpo que auxiliam no diagnóstico de doenças. Um dos equipamentos utilizados para obter essas imagens é o aparelho de raios X. A produção dos raios X ocorre no tubo de raios X, o qual consiste basicamente de uma ampola evacuada que contém dois terminais elétricos, um positivo e um negativo. Os elétrons liberados por um filamento no terminal negativo são acelerados em direção a um alvo metálico no terminal positivo por uma tensão aplicada entre esses terminais. Ao chegarem ao alvo, os elétrons são bruscamente freados e sua energia cinética é convertida em radiação infravermelha e raios X.
Em relação ao descrito acima, afirma-se:
I. A energia cinética adquirida pelos elétrons é diretamente proporcional à tensão aplicada entre os terminais positivo e negativo do tubo de raios X.
II. O trabalho realizado sobre os elétrons é inversamente proporcional ao campo elétrico existente no tubo de raios X.
III. Se toda a energia cinética de um determinado elétron for convertida em um único fóton de raios X, esse fóton terá uma frequência f igual a E/h, onde E é a energia cinética do elétron e h é a constante de Planck.
IV. Em relação ao espectro eletromagnético, a radiações produzidas (radiação infravermelha e raios X) têm frequências superiores às da luz visível.
Estão corretas apenas as afirmativas 

Os valores da energia cinética da partícula, em J, quando ela está em x = 2 m e em x = 4 m, são, respectivamente,

Qual o trabalho realizado pela força F, em J, quando a partícula desloca-se desde x = 0 m até x = 4 m?

Ao tensionar o arco, armazena-se energia potencial elástica no sistema. Sendo assim, a expressão para a energia potencial armazenada é:

Sobre uma superfície horizontal sem atrito, duas partículas de massas m e 4m se movem, respectivamente, com velocidades 2v e v (em módulo) na mesma direção e em sentidos opostos. Após colidirem, as partículas ficam grudadas.

Calcule a energia cinética do conjunto após a colisão, em função de m e v.

Uma pedra com 6 kg de massa está em repouso e apoiada sobre uma mola vertical. A força peso da pedra gera uma compressão de 10 cm na mola (Figura a). Na sequência, a pedra sofre a atuação de uma força F vertical que gera na mola uma compressão adicional (além dos 10 cm iniciais de compressão devido à força peso) de 20 cm. Nesta situação de compressão máxima da mola, a pedra fica novamente em repouso (Figura b). A partir desta situação de equilíbrio, a força F é retirada instantaneamente, liberando a mola e gerando um movimento vertical na pedra (Figura c). Despreze o atrito e considere que:

• g = 10 m/s² ;

• a pedra não está presa à mola;

• e o valor da energia potencial gravitacional da pedra é nulo no ponto de compressão máxima da mola.

De acordo com as informações acima, assinale a alternativa INCORRETA.

Um canhão construído com uma mola de constante elástica 500 N/m possui em seu interior um projétil de 2 kg a ser lançado, como mostra a figura abaixo.

Antes do lançamento do projétil, a mola do canhão foi comprimida em 1m da sua posição de equilíbrio. Tratando o projétil como um objeto puntiforme e desconsiderando os mecanismos de dissipação, analise as afirmações abaixo.

Considere g=10 m/s² .

I - Ao retornar ao solo, a energia cinética do projétil a 1,5 m do solo é 250 J.

II - A velocidade do projétil, ao atingir a altura de 9,0 m, é de 10 m/s.

III - O projétil possui apenas energia potencial ao atingir sua altura máxima.

IV - Por meio do teorema da conservação da energia, é correto afirmar que a energia cinética do projétil, ao atingir o solo, é nula, pois sua velocidade inicial é nula.

Usando as informações do enunciado, assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.

A Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL – aprovou em janeiro as novas tarifas que reduzirão a conta de energia elétrica. Para os consumidores residenciais no Ceará, a redução é de 18,05%. Na conta de luz, essa redução afeta o preço do

Um equipamento de bungee jumping está sendo projetado para ser utilizado em um viaduto de 30 m de altura. O elástico utilizado tem comprimento relaxado de 10 m. Qual deve ser o mínimo valor da constante elástica desse elástico para que ele possa ser utilizado com segurança no salto por uma pessoa cuja massa, somada à do equipamento de proteção a ela conectado, seja de 120 kg?
Note e adote:
Despreze a massa do elástico, as forças dissipativas e as dimensões da pessoa; Aceleração da gravidade = 10 m/s².

Para romper uma ligação de hidrogênio de 1 mol de DNA, é necessário um valor médio de energia E = 30 kJ. Desprezando as forças dissipativas, e considerando g = 10 m/s², esse valor de E é capaz de elevar um corpo de massa m = 120 kg a uma altura h.

O valor de h, em metros, corresponde a:

Um rapaz de massa ݉m₁ corre numa pista horizontal e pula sobre um skate de massa ݉m₂, que se encontra inicialmente em repouso. Com o impacto, o skate adquire velocidade e o conjunto rapaz+skate segue em direção a uma rampa e atinge uma altura máxima ݄h. A velocidade do rapaz, imediatamente antes de tocar no skate, é dada por
 Note e adote:   
Considere que o sistema rapaz + skate não perde energia devido a forças dissipativas, após a colisão.

Uma esfera de massa igual a 100 g é lançada verticalmente para cima com energia cinética igual a 5 J. Considerando que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s² , a altura máxima atingida pela pedra é igual a:

A figura mostra três trajetórias, 1, 2 e 3, através das quais um corpo de massa m, no campo gravitacional terrestre, é levado da posição inicial i para a posição final f, mais abaixo.

Sejam W₁, W₂ e W₃, respectivamente, os trabalhos realizados pela força gravitacional nas trajetórias mostradas.

Assinale a alternativa que correlaciona corretamente os trabalhos realizados.